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中国学者研发出高性能水下软体仿生机器鱼
【字号: 】【打印】【关闭 2017-04-12 16:06:44    来源: 新华社

  新华社杭州4月11日电(记者朱涵)中国浙江大学的科研人员近日研发出一款高性能软体仿生机器鱼,该软体机器鱼可在水下模仿鳐鱼游动的姿态,根据指令前进、转向。相关论文发表于《科学进展》杂志。

  记者10日在浙江大学见到了该款软体仿生机器鱼。机器鱼总重量约90克,身长约9.3厘米,鱼身中间部分为控制机器鱼运动的核心部位,大部分躯体则由透明状薄膜材料构成。

  浙江大学航天航空学院李铁风副教授介绍,软体仿生机器鱼不以传统的硬质电动机或马达来驱动,而是靠受到电流刺激会“动”的高分子材料来实现,这种材料又被称为“人工肌肉”。

  “机器鱼中间的‘人工肌肉’在接受电力时会发生平面内的收缩或者舒张,动作有点像心脏跳动,我们通过机器鱼结构设计这种肌肉的动作转化为上下角度的扑动,扑动带动两侧柔软鱼鳍形成波动,这种复合式的扑动加波动的过程就可以很好地实现在水中的推进力。”李铁风说。

  据了解,这款机器鱼通过电压驱动控制,依靠自身携带的小型化高压电源和控制系统,突破性地实现了快速机动性和长时续航。装载了电子设备的机器鱼运动速度达到每秒6厘米,450毫安的锂电池能够持续运动3小时。

  “软体人工肌肉在电场作用下可以快速响应,扑动的频率比较高,所以游动的速度比较快。”李铁风介绍,若是机器鱼卸载了电子设备,由外部供能的情况下,机器鱼的速度能够达到每秒14厘米,相当于淡水小鱼在长距离游动时的速度。

  研究工作主要参与者、浙江大学博士生李国瑞说,软体化、透明化的特性还可以大大提高机器鱼的环境适应效果,保证它可以更容易、安全地通过狭窄区域。紧凑的全软体结构设计,还使得其主要结构可利用三维打印技术直接成型。

  “软体仿生机器鱼能够广泛地在海洋中做海水温度、盐度乃至于污染物的检测和探测。”李铁风表示,机器鱼的材料都是工业级基础材料,在中国有较好的产业基础,成本低廉、生产环保,有规模化生产的前景。课题组下一步将从材料和结构上加强人工肌肉驱动效率,并进行批量生产工艺技术的研发。

编辑:张晓琪
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